LS-DYNA侵蝕算法--定義材料失效

    LS-DYNA中有的材料類型有失效準則的定義,如Johnson_Cook模型和Plastic_Kinematic模型,但也有些材料類型本身是沒有失效準則的,如前面介紹的Concrete_Damage_Rel3。這時就需要額外的失效準則定義,DYNA提供的*MAT_ADD_EROSION關鍵字可以模擬材料失效從而防止單元發生與實際不相符的大變形,可直觀的反映混凝土在撞擊下遭到破壞而形成孔洞的情形。

    使用該算法時,需要注意兩點,一是模型中開裂破壞的部分必須劃分較密的網格,否則大量單元失效將導致計算結果較大的誤差;二是選取適當的失效判定依據和閾值,EROSION算法可以通過定義失效應力、失效應變、失效時間等多種閾值控制單元失效,閾值太小,單元過早刪除,或閾值太大,單元發生了不切實際的大變形,均會導致結果產生較大的誤差。因此,計算中應當根據計算結果和試驗結果的對照來確定閾值。

    混凝土采用上文中所介紹的塑性損傷模型Concrete_Damage_Rel3,只需輸入其抗壓強度(注意數值為負)和單位轉換系數即可,其余參數由程序自動生成,取混凝土單元失效主應變閾值為0.17[54]

    

下面是采用了侵蝕算法后的仿真結果和實驗比較:

當發動機以150 m/s的速度撞擊混凝土板時,鋼筋混凝土板表面被穿透,背面混凝土剝落,露出了內部的鋼筋結構,與試驗結果一致,這種現象被描述為結痂模式(Scabbing Mode),如圖所示;


                                                  1.png  2.png

        (a) 發動機穿透鋼筋混凝土板表面       (b) 撞擊背面出現剝落   


LS-DYNA侵蝕算法--定義材料失效的圖3

(c) 試驗結果(單位:mm

                             發動機以150 m/s速度撞擊鋼筋混凝土板的數值模擬結果與試驗對比


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